三极管的频率参数教学文案.ppt

三极管的频率参数3.1　频率响应的一般概念　频率响应的一般概念　　　　由由于于放放大大电电路路中中存存在在电电抗抗性性元元件件，，所所以以电电路路的的放放大大倍倍数为频率的函数，这种关系称为数为频率的函数，这种关系称为频率响应或频率特性频率响应或频率特性3.1.1　幅频特性和相频特性　幅频特性和相频特性电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数 即即3.1.4　波特图　波特图　　放大电路的　　放大电路的对数频率特性对数频率特性称为波特图称为波特图 40 20 6 3 0  3 20 4010010210.7070.10.01一、一、RC 高通电路的波特图高通电路的波特图+_+_CR图图 3.1.2　　 RC 高通电路高通电路令：令：则有：则有：对数幅频特性：对数幅频特性： 实际幅频特性曲线：实际幅频特性曲线：图图 3.1.4( (a) )　　 幅频特性幅频特性当当 f ≥ fL( (高频高频) )，，当当 f < fL ( (低频低频) )，，高通特性：高通特性：且且频频率率愈愈低低，，　　的的值值愈愈小小，，低频信号不能通过。

低频信号不能通过0.1 fLfL 10 fLf0 20 403dB　　最大误差为　　最大误差为 3 dB，，发生在发生在 f = fL处处 20dB/十倍频十倍频对数相频特性对数相频特性图图 3.1.4( (b) )　　 相频特性相频特性5.71º 45º/十倍频十倍频fL0.1 fL 10 fL45º90º  0 f 误差误差由式由式可得，可得， 在低频段，高通电路产生在低频段，高通电路产生 0 ~ 90° 的超前相移的超前相移5.71º二、二、 RC 低通电路的波特图低通电路的波特图图图 3.1.5　　 RC 波特图波特图+_+_CR令令 ：：则：则：图图 3.1.6　低通电路的波特图　低通电路的波特图对数对数幅频特性：幅频特性：0.1 fHfH 10 fHf0 20 403dB 20dB/十倍频十倍频对数相频特性：对数相频特性：fH 10 fH 45º5.71º5.71º 45º/十倍频十倍频 90º0.1 fH  0f　　　　在在高高频频段段，，低低通通电电路路产产生生0~ 90°的的滞滞后后相移3.2　三极管的频率参数　三极管的频率参数三极管三极管   f  ：为：为 值下降至值下降至 时的频率。

时的频率 0 ：低频共射电流放大系数；：低频共射电流放大系数；对数幅频特性对数幅频特性fTfOf 20lg  0 20dB/十倍频十倍频f0  对数相频特性对数相频特性10 f 0.1f  45º 90º3.2.1　共射截止频率　共射截止频率 f   值下降到值下降到 0.707  0 ( (即即 ) )时的频率时的频率当当 f = f   时，时，　　　　　　　　值值下下降降到到中中频频时时的的 70% 左左右右或或对对数数幅幅频频特特性性下降了下降了 3 dB3.2.2　特征频率　特征频率 f T 值降为值降为 1 时的时的频率f > fT 时，　　　　时，　　　　，，三极管失去放大作用；三极管失去放大作用； f = = fT 时，由式时，由式得：得：3.2.3　共基截止频率　共基截止频率 f  值下降为低频值下降为低频  0 时时 的的 0.707 时的频率时的频率 f  与与 f  、、 fT 之间关系：之间关系：因为因为可得可得说明：说明：所以：所以：1. f  比比 f  高很多，等于高很多，等于 f  的的 (1 +  0) 倍；倍；2. f  < fT < f  　　　　3. 低低频频小小功功率率管管 f  值值约约为为几几十十至至几几百百千千赫赫，，高高频频小小功率管的功率管的 fT 约为几十至几百兆赫。

约为几十至几百兆赫3.3　单管共射放大电路的频率响应　单管共射放大电路的频率响应定性分析：定性分析：C1Rb+VCCC2Rc+++Rs+~+图图 3.3.1　单管共射放大电路　单管共射放大电路　　　　中中频频段段：：各各种种电电抗抗影影响响忽忽略略，，Au 与与 f 无关；无关；　　　　低低频频段段：： 隔隔直直电电容容压压降降增增大大，， Au 降降低低与与电电路路中中电电阻阻构成构成 RC 高通电路；高通电路；　　　　高高频频段段：：三三极极管管极极间间电电容容并并联联在在电电路路中中，， Au 降降低低而且，构成而且，构成 RC 低通电路低通电路3.3.1　混合　混合   型等效电路型等效电路一、混合一、混合   型等效电路型等效电路图图 3.3.1　混合　混合   型等效电路型等效电路( (a) )三极管结构示意图三极管结构示意图c be ( (b) )等效电路等效电路 ++bce二、混合二、混合   参数与参数与 h 参数的关系参数的关系 低低频频时时，，不不考考虑虑极极间间电电容容作作用用，，混混合合   等等效效电电路路和和 h 参数等效电路相仿，即：参数等效电路相仿，即： bce bce图图 3.3.1　混合　混合   参数与参数与 h 参数之间的关系参数之间的关系通过对比可得通过对比可得则则则则一般小功率三极管一般小功率三极管三、混合三、混合   型等效电路中电容型等效电路中电容 ++bce图图 3.3.2( (b) )等效电路等效电路：可从器件手册中查到；并且：可从器件手册中查到；并且( (估算，估算，fT 要从器件手册中查到要从器件手册中查到) )注意：注意： 将输入回路与输出将输入回路与输出回回路路直直接接联联系系起起来来，，使使解解电电路的过程变得十分麻烦。

路的过程变得十分麻烦—— 可用密勒定理简化电路！可用密勒定理简化电路！ ++bce图图 3.3.2( (b) )等效电路等效电路密勒定理：密勒定理：用两个电容来等效用两个电容来等效 Cb c 分别接在分别接在 b 、、e 和和 c、、e 两端图图 3.3.4　单向化的混合　单向化的混合   型等效电路型等效电路 bce++其中：其中：电容值分别为电容值分别为：3.3.2　阻容耦合单管共射放大电路　阻容耦合单管共射放大电路的频率响应的频率响应图图 3.3.5　阻容耦合单管共射放大电路　阻容耦合单管共射放大电路C1RcRb+VCCC2RL++++~Rs +　　将　　将 C2 和和 RL 看成下一级的输入耦合电容和输入电阻看成下一级的输入耦合电容和输入电阻一、中频段一、中频段C1 可认为交流短路；极间电容可视为交流断路可认为交流短路；极间电容可视为交流断路1. 中频段等效电路中频段等效电路图图 3.3.6　中频段等效电路　中频段等效电路 bce +Rb~ +++RcRs由图可得由图可得2. 中频电压放大倍数中频电压放大倍数已知已知 ，则，则　　　　结结论论：：中中频频电电压压放放大大倍倍数数的的表表达达式式，，与与利利用用简简化化 h 参数等效电路的分析结果一致。

参数等效电路的分析结果一致二、低频段二、低频段考虑考虑隔直电容隔直电容的作用，其等效电路：的作用，其等效电路：图图 3.3.7　低频等效电路　低频等效电路 bce +Rb~ +++RcRsC1　　　　C1 与与输输入入电电阻阻构构成成一一个个 RC 高通电路高通电路式中式中 Ri = Rb // rbe输出电压输出电压低频电压放大倍数低频电压放大倍数低频时间常数为：低频时间常数为：下限下限( ( 3 dB) )频率为：频率为：则则三、高频段三、高频段考虑考虑并联在极间电容并联在极间电容的影响，其等效电路：的影响，其等效电路： bce +Rb~ +++RcRs图图 3.3.8　高频等效电路　高频等效电路三、高频段三、高频段考虑考虑并联在极间电容并联在极间电容的影响，其等效电路：的影响，其等效电路：图图 3.3.9　高频等效电路的简化　高频等效电路的简化 ce +~ ++Rc　　　　由由于于输输出出回回路路时时间间常常数数远远小小于于输输入入回回路路时时间间常常数数，，故故可忽略输出回路的结电容并用戴维南定理简化可忽略输出回路的结电容并用戴维南定理简化。

 ce +~ ++Rc图中图中—— C  与与 R   构成构成 RC 低通电路低通电路高频时间常数：高频时间常数：上限上限( ( 3 dB) )频率为：频率为：四、完整的波特图四、完整的波特图绘制波特图步骤：绘制波特图步骤： 1. 根据电路参数计算根据电路参数计算 、、fL 和和 fH ；； 2. 由三段直线构成幅频特性由三段直线构成幅频特性 中频段：中频段：对数幅值对数幅值 = 20lg 低频区：低频区： f = fL开始减小，作斜率为开始减小，作斜率为 20 dB/十倍频直线；十倍频直线； 高频段：高频段：f = fH 开始增加，作斜率为开始增加，作斜率为 –20 dB/十倍频直线十倍频直线3. 由五段直线构成相频特性由五段直线构成相频特性 图图 3.3.10幅频特性幅频特性fOfL 20dB/十倍频十倍频fH20dB/十倍频十倍频 270º 225º 135º 180º相频特性相频特性 90º10 fL0.1fL0.1fH10 fHfO 五、增益带宽积五、增益带宽积中频电压放大倍数与通频带的乘积。

中频电压放大倍数与通频带的乘积Ri = Rb // rbe假设假设 Rb >> Rs，，Rb >> rbe；；(1 + gmRc)Cb c >> Cb e说明：说明：　　　　　　　　　　　　　　　　式式很很不不严严格格，，但但从从中中可可以以看看出出一一个个大大概概的的趋趋势势，，即即选选定定放放大大三三极极管管后后，，rbb  和和 Cb c 的的值值即即被被确确定定，，增增益益带带宽宽积积就就基基本本上上确确定定，，此此时时，，若若将将放放大大倍倍数提高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数数提高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数　　　　如如愈愈得得到到一一个个通通频频带带既既宽宽，，电电压压放放大大倍倍数数又又高高的的放放大大电电路路，，首首要要的的问问题题是是选选用用 rbb  和和 Cb c 均均小小的的高高频频三极管3.3.3　直接耦合单管共射放大电路　直接耦合单管共射放大电路　　　　　　的频率响应　　　　　　的频率响应图图 3.3.13fHfO 270º10 fH 20dB/十倍频十倍频 180º0.1fH 90ºfO 3.4　多级放大电路的频率响应　多级放大电路的频率响应3.4.1　多级放大电路的幅频特性　多级放大电路的幅频特性　　　　　和相频特性　　　　　和相频特性多级放大电路的电压放大倍数：多级放大电路的电压放大倍数：对数幅频特性为：对数幅频特性为：多级放大电路的总相位移为：多级放大电路的总相位移为：两级放大电路的波特图两级放大电路的波特图图图 3.4.1fHfL幅频特性幅频特性fOfL1fH16 dB3 dB3 dBBW1BW一一 级级二二 级级图图 3.4.1相频特性相频特性 270º 360ºfL1fH1fO  540º 180º 450º 90º一一 级级二二 级级　　　　多多级级放放大大电电路路的的通通频频带带，，总总是是比比组组成成它它的的每每一一级级的的通频带为窄。

通频带为窄3.4.2　多级放大电路的上限频率　多级放大电路的上限频率　　　　　　和下限频率　　　　　　和下限频率　　　　在在实实际际的的多多级级放放大大电电路路中中，，当当各各放放大大级级的的时时间间常常数数相差悬殊时，可取其主要作用的那一级作为估算的依据相差悬殊时，可取其主要作用的那一级作为估算的依据 结束语结束语谢谢大家聆听！！！谢谢大家聆听！！！45。